מי תיאר את שלבי המיטוזה. מאפיינים כלליים של מיטוזה

Interphaseהיא התקופה בין שתי חלוקות תאים. ב-interphase, הגרעין קומפקטי, אין לו מבנה בולט, הגרעין נראים בבירור. קבוצת הכרומוזומים הבין-פאזיים היא כרומטין. הרכב הכרומטין כולל: DNA, חלבונים ו-RNA ביחס של 1:1.3:0.2 וכן יונים אנאורגניים. מבנה הכרומטין משתנה ותלוי במצב התא.

כרומוזומים אינם נראים ב-interphase; לכן המחקר שלהם מתבצע בשיטות מיקרוסקופיות אלקטרוניות וביוכימיות. Interphase כולל שלושה שלבים: פרה-סינתטי (G1), סינתטי (S) ופוסט-סינתטי (G2). הסמל G הוא קיצור של האנגלית. פער - מרווח; הסמל S הוא קיצור של אנגלית. סינתזה - סינתזה. הבה נשקול את השלבים הללו ביתר פירוט.

שלב פרה-סינטטי (G1). כל כרומוזום מבוסס על מולקולת DNA דו-גדילית אחת. כמות ה-DNA בתא בשלב הפרה-סינתטי מסומנת בסמל 2c (מהתוכן האנגלי). התא גדל באופן פעיל ומתפקד כרגיל.

שלב סינטטי (S). הכפלה עצמית, או שכפול DNA, מתרחשת. במקביל, חלקים מסוימים של הכרומוזומים מכפילים את עצמו מוקדם יותר, בעוד שאחרים מכפילים אותם מאוחר יותר, כלומר שכפול ה-DNA ממשיך באופן אסינכרוני. במקביל, יש הכפלה של צנטריולים (אם בכלל).

שלב פוסט-סינתטי (G2). שכפול ה-DNA הושלם. כל כרומוזום מכיל שתי מולקולות DNA כפולות, שהן העתק מדויק של מולקולת ה-DNA המקורית. כמות ה-DNA בתא בשלב הפוסט-סינתטי מסומנת בסמל 4c. החומרים הדרושים לחלוקת תאים מסונתזים. בסיום האינטרפאז נעצרים תהליכי הסינתזה.

תהליך מיטוזה

פרופאזההוא השלב הראשון של מיטוזה. כרומוזומים מסתחררים ונהיים גלויים תחת מיקרוסקופ אור בצורה של חוטים דקים. צנטרולים (אם יש) מתפצלים לכיוון הקטבים של התא. בסוף הפרופזה, הנוקלאולי נעלמים, מעטפת הגרעין מתפרקת והכרומוזומים מגיחים לתוך הציטופלזמה.

בפרופאזה, נפח הגרעין גדל, ובשל הספירליזציה של הכרומטין נוצרים כרומוזומים. בסוף הפרופזה נראה שכל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות. בהדרגה, הגרעינים והממברנה הגרעינית מתמוססים, והכרומוזומים ממוקמים באופן אקראי בציטופלזמה של התא. הצנטריולים נעים לכיוון הקטבים של התא. נוצר ציר אכרומטין שחלק מחוטיו עוברים מקוטב לקוטב, וחלק מחוברים לצנטרומרים של הכרומוזומים. התוכן של החומר הגנטי בתא נשאר ללא שינוי (2n2хр).

אורז. 1. תכנית מיטוזה בתאי שורש בצל

אורז. 2. ערכת מיטוזה בתאי שורש בצל: 1 - interphase; 2,3 - פרופסה; 4 - מטאפאזה; 5.6 - אנפאזה; 7.8 - טלופאז; 9 - היווצרות של שני תאים

אורז. איור 3. מיטוזה בתאי קצה שורש הבצל: a - interphase; ב - פרופאזה; c - מטאפאזה; g - אנפאזה; l, f - טלופאזות מוקדמות ומאוחרות

מטאפאזה.תחילתו של שלב זה נקראת פרומטפאזה. בפרומטפאזה, הכרומוזומים מסודרים באופן אקראי למדי בציטופלזמה. נוצר מנגנון מיטוטי, הכולל ציר חלוקה וצנטריולים או מרכזי ארגון מיקרוטובוליים אחרים. בנוכחות צנטריולים, המנגנון המיטוטי נקרא אסטרלי (בבעלי חיים רב-תאיים), ובהיעדרם אנסטרלי (בצמחים גבוהים יותר). ציר החלוקה (ציר האכרומטין) הוא מערכת של מיקרוטובולין טובולין בתא מתחלק המבטיח הפרדת כרומוזומים. ציר החלוקה מורכב משני סוגים של חוטים: קוטבי (תומך) וכרומוזומלי (משיכה).

לאחר היווצרות המנגנון המיטוטי, הכרומוזומים מתחילים לנוע למישור המשווני של התא; תנועה זו של כרומוזומים נקראת מטאקינזיס.

במטאפאזה, הכרומוזומים ספירליים בצורה מקסימלית. הצנטרומרים של הכרומוזומים ממוקמים במישור המשווני של התא ללא תלות זה בזה. החוטים הקוטביים של ציר החלוקה נמתחים מקטבי התא אל הכרומוזומים, והחוטים הכרומוזומליים – מהצנטרומרים (קינטוכורים) – אל הקטבים. קבוצת הכרומוזומים במישור המשווני של התא יוצר לוח מטאפאזה.

אנפאזה.כרומוזומים מחולקים לכרומטידים. מרגע זה ואילך, כל כרומטיד הופך לכרומוזום יחיד-כרומטידי עצמאי, המבוסס על מולקולת DNA אחת. כרומוזומים חד-כרומטיים בקבוצות אנפאזה מתפצלים לכיוון הקטבים של התא. כאשר הכרומוזומים נפרדים, המיקרוטובוליות הכרומוזומליות מתקצרות ומיקרוטובוליות הקוטב מתארכות. במקרה זה, חוטי הקוטב והכרומוזום מחליקים זה לאורך זה.

טלופאז.ציר החלוקה נהרס. כרומוזומים בקטבים של התא מנוזלים, מעטפות גרעיניות נוצרות סביבם. בתא נוצרים שני גרעינים, זהים גנטית לגרעין המקורי. תוכן ה-DNA בגרעיני הבת הופך להיות שווה ל-2c.

ציטוקינזיס.בציטוקינזיס מתרחשת הפרדת הציטופלזמה ויצירת ממברנות של תאי בת. בבעלי חיים, ציטוקינזיס מתרחשת על ידי קשירת תאים. בצמחים, ציטוקינזיס מתרחשת אחרת: נוצרות שלפוחיות במישור המשווני, המתמזגות ויוצרות שתי ממברנות מקבילות.

זה משלים את המיטוזה והשלב הבא מתחיל.



מיטוזה- שיטת החלוקה העיקרית של תאים אוקריוטיים, בה מתרחשת תחילה הכפלה, ולאחר מכן חלוקה אחידה של חומר תורשתי בין תאי הבת.

מיטוזיס הוא תהליך מתמשך בו ישנם ארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. לפני מיטוזה, התא מתכונן לחלוקה, או אינטרפאזה. תקופת הכנת התא למיטוזה והמיטוזה עצמה מרכיבות יחדיו מחזור מיטוטי. להלן תיאור קצר של שלבי המחזור.

Interphaseמורכב משלוש תקופות: פרה-סינתטי, או פוסט-מיטוטי, - G 1, סינתטי - S, פוסט-סינתטי או פרמיטוטי, - G 2.

תקופה פרה-סינטטית (2נ 2ג, איפה נ- מספר הכרומוזומים, עם- מספר מולקולות ה-DNA) - צמיחת תאים, הפעלת תהליכי סינתזה ביולוגית, הכנה לתקופה הבאה.

תקופה סינתטית (2נ 4ג) הוא שכפול DNA.

תקופה פוסט סינתטית (2נ 4ג) - הכנת התא למיטוזה, סינתזה והצטברות חלבונים ואנרגיה לחלוקה הקרובה, עלייה במספר האברונים, הכפלת צנטריולים.

פרופאזה (2נ 4ג) - פירוק ממברנות גרעיניות, התרחקות של צנטריולים לקטבים שונים של התא, היווצרות חוטי ציר ביקוע, "היעלמות" הנוקלאולי, עיבוי של כרומוזומים דו-כרומטידיים.

מטאפאזה (2נ 4ג) - יישור הכרומוזומים הדו-כרומטידיים הדחוסים ביותר במישור המשווני של התא (צלחת המטאפאזה), הצמדת סיבי הציר עם קצה אחד לצנטריולים, השני - לצנטרומרים של הכרומוזומים.

אנפאזה (4נ 4ג) - חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים והתפצלות של כרומטידות אחיות אלו לקטבים מנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים).

טלופאז (2נ 2גבכל תא בת) - דה-עיבוי של כרומוזומים, יצירת ממברנות גרעיניות סביב כל קבוצת כרומוזומים, התפוררות חוטי ציר הביקוע, הופעת הגרעין, חלוקת הציטופלזמה (ציטוטומיה). ציטוטומיה בתאי בעלי חיים מתרחשת עקב תלם הביקוע, בתאי צמחים - עקב לוחית התא.

1 - פרופסה; 2 - מטאפאזה; 3 - אנפאזה; 4 - טלופאז.

המשמעות הביולוגית של מיטוזה.תאי הבת הנוצרים כתוצאה משיטת חלוקה זו זהים גנטית לאם. מיטוזיס מבטיחה את הקביעות של הכרומוזום שנקבע במספר דורות של תאים. עומד בבסיס תהליכים כגון גדילה, התחדשות, רבייה א-מינית וכו'.

- זוהי דרך מיוחדת לחלוקת תאים אאוקריוטיים, וכתוצאה מכך מתרחש מעבר של תאים ממצב דיפלואידי למצב הפלואידי. מיוזיס מורכבת משתי חלוקות רצופות שלפניהן שכפול DNA בודד.

החלוקה המיוטית הראשונה (מיוזיס 1)נקרא צמצום, מכיוון שבמהלך החלוקה הזו מספר הכרומוזומים מצטמצם בחצי: מתא דיפלואיד אחד (2 נ 4ג) יוצרים שני הפלואידים (1 נ 2ג).

שלב 1(בהתחלה - 2 נ 2ג, בסוף - 2 נ 4ג) - סינתזה והצטברות של חומרים ואנרגיה הדרושים ליישום שתי החלוקה, עלייה בגודל התא ובמספר האברונים, הכפלת צנטריולים, שכפול DNA, המסתיים בפרופאזה 1.

פרופאזה 1 (2נ 4ג) - פירוק ממברנות גרעיניות, התפצלות של צנטריולים לקטבים שונים של התא, יצירת חוטי ציר ביקוע, "היעלמות" של נוקלאולים, עיבוי כרומוזומים דו-כרומטידים, צימוד כרומוזומים הומולוגיים והצלבה. נְטִיָה- תהליך ההתכנסות והשזירה של כרומוזומים הומולוגיים. זוג כרומוזומים הומולוגיים מצומדים נקרא דוּ עֶרכִּי. מעבר הוא תהליך של החלפת אזורים הומולוגיים בין כרומוזומים הומולוגיים.

שלב 1 מחולק לשלבים: לפטוטן(השלמת שכפול ה-DNA), זיגוטן(צימוד של כרומוזומים הומולוגיים, היווצרות דו-וולנטיים), pachytene(מעבר, שילוב מחדש של גנים), דיפלוטן(זיהוי של chiasmata, גוש אחד של אוגנזה אנושית), דיאקינזיס(טרמינליזציה של כיאזמה).

1 - לפטוטן; 2 - זיגוטן; 3 - pachytene; 4 - דיפלוטן; 5 - דיאקינזיס; 6 - מטאפאזה 1; 7 - אנפאזה 1; 8 - טלופזה 1;
9 - נבואה 2; 10 - מטאפאזה 2; 11 - אנפאזה 2; 12 - טלופזה 2.

מטפאזה 1 (2נ 4ג) - יישור דו-וולנטיים במישור המשווני של התא, הצמדת חוטי ציר הביקוע בקצה אחד לצנטרולים, השני - לצנטרומרים של הכרומוזומים.

אנפאזה 1 (2נ 4ג) - סטייה אקראית בלתי תלויה של כרומוזומים דו-כרומטידיים לקטבים מנוגדים של התא (מכל זוג כרומוזומים הומולוגיים, כרומוזום אחד נע לקוטב אחד, השני לשני), ריקומבינציה של כרומוזומים.

טלופאז 1 (1נ 2גבכל תא) - היווצרות ממברנות גרעיניות סביב קבוצות של כרומוזומים דו-כרומטיים, חלוקת הציטופלזמה. בצמחים רבים, תא מאנפאזה 1 עובר מיד לפרופזה 2.

חלוקה מיוטית שנייה (מיוזיס 2)שקוראים לו שוויוני.

שלב 2, או interkinesis (1n 2c), היא הפסקה קצרה בין החלוקה המיוטית הראשונה והשנייה שבמהלכה לא מתרחשת שכפול DNA. מאפיין תאי בעלי חיים.

פרופאזה 2 (1נ 2ג) - פירוק ממברנות גרעיניות, סטייה של צנטריולים לקטבים שונים של התא, היווצרות סיבי ציר.

מטאפאזה 2 (1נ 2ג) - יישור של כרומוזומים דו-כרומטידיים במישור המשווני של התא (צלחת מטאפאזה), התקשרות של סיבי הציר עם קצה אחד לצנטרולים, השני - לצנטרומרים של הכרומוזומים; 2 בלוקים של אוגנזה בבני אדם.

אנפאזה 2 (2נ 2עם) - חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים והתפצלות של כרומטידות אחיות אלו לקטבים מנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים), ריקומבינציה של כרומוזומים.

טלופאז 2 (1נ 1גבכל תא) - דה-עיבוי של כרומוזומים, יצירת ממברנות גרעיניות סביב כל קבוצת כרומוזומים, התפוררות חוטי ציר הביקוע, הופעת הגרעין, חלוקת הציטופלזמה (ציטוטומיה) עם יצירת ארבעה תאים הפלואידים כמו תוצאה.

המשמעות הביולוגית של המיוזה.מיוזיס הוא האירוע המרכזי של גמטוגנזה בבעלי חיים וספורוגנזה בצמחים. בהיותו הבסיס לשונות קומבינטיבית, מיוזה מבטיחה את המגוון הגנטי של הגמטות.

אמיטוזיס

אמיטוזיס- חלוקה ישירה של גרעין הבין-פאזי על ידי התכווצות ללא היווצרות כרומוזומים, מחוץ למחזור המיטוטי. מתואר להזדקנות, שונה פתולוגית ונידון לתאי מוות. לאחר אמיטוזיס, התא אינו מסוגל לחזור למחזור המיטוטי הרגיל.

מחזור התא

מחזור התא- חיי התא מרגע הופעתו ועד לחלוקה או למוות. מרכיב חובה במחזור התא הוא המחזור המיטוטי, הכולל תקופת הכנה לחלוקה ולמיטוזה ממש. בנוסף, ישנן תקופות מנוחה במחזור החיים, בהן התא מבצע את תפקידיו ובוחר את גורלו הנוסף: מוות או חזרה למחזור המיטוטי.

    לך ל הרצאות מס' 12"פוטוסינתזה. כימוסינתזה"

    לך ל הרצאות מס' 14"רבייה של אורגניזמים"

מיטוזה- שיטת החלוקה העיקרית של תאים אוקריוטיים, בה מתרחשת תחילה הכפלה, ולאחר מכן חלוקה אחידה של חומר תורשתי בין תאי הבת.

מיטוזיס הוא תהליך מתמשך בו ישנם ארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. לפני מיטוזה, התא מתכונן לחלוקה, או אינטרפאזה. תקופת הכנת התא למיטוזה והמיטוזה עצמה מרכיבות יחדיו מחזור מיטוטי. להלן תיאור קצר של שלבי המחזור.

Interphaseמורכב משלוש תקופות: פרה-סינתטי, או פוסט-מיטוטי, - G 1, סינתטי - S, פוסט-סינתטי או פרמיטוטי, - G 2.

תקופה פרה-סינטטית (2נ 2ג, איפה נ- מספר הכרומוזומים, עם- מספר מולקולות ה-DNA) - צמיחת תאים, הפעלת תהליכי סינתזה ביולוגית, הכנה לתקופה הבאה.

תקופה סינתטית (2נ 4ג) הוא שכפול DNA.

תקופה פוסט סינתטית (2נ 4ג) - הכנת התא למיטוזה, סינתזה והצטברות חלבונים ואנרגיה לחלוקה הקרובה, עלייה במספר האברונים, הכפלת צנטריולים.

פרופאזה (2נ 4ג) - פירוק ממברנות גרעיניות, התרחקות של צנטריולים לקטבים שונים של התא, היווצרות חוטי ציר ביקוע, "היעלמות" הנוקלאולי, עיבוי של כרומוזומים דו-כרומטידיים.

מטאפאזה (2נ 4ג) - יישור הכרומוזומים הדו-כרומטידיים הדחוסים ביותר במישור המשווני של התא (צלחת המטאפאזה), הצמדת סיבי הציר עם קצה אחד לצנטריולים, השני - לצנטרומרים של הכרומוזומים.

אנפאזה (4נ 4ג) - חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים והתפצלות של כרומטידות אחיות אלו לקטבים מנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים).

טלופאז (2נ 2גבכל תא בת) - דה-עיבוי של כרומוזומים, יצירת ממברנות גרעיניות סביב כל קבוצת כרומוזומים, התפוררות חוטי ציר הביקוע, הופעת הגרעין, חלוקת הציטופלזמה (ציטוטומיה). ציטוטומיה בתאי בעלי חיים מתרחשת עקב תלם הביקוע, בתאי צמחים - עקב לוחית התא.

1 - פרופסה; 2 - מטאפאזה; 3 - אנפאזה; 4 - טלופאז.

המשמעות הביולוגית של מיטוזה.תאי הבת הנוצרים כתוצאה משיטת חלוקה זו זהים גנטית לאם. מיטוזיס מבטיחה את הקביעות של הכרומוזום שנקבע במספר דורות של תאים. עומד בבסיס תהליכים כגון גדילה, התחדשות, רבייה א-מינית וכו'.

- זוהי דרך מיוחדת לחלוקת תאים אאוקריוטיים, וכתוצאה מכך מתרחש מעבר של תאים ממצב דיפלואידי למצב הפלואידי. מיוזיס מורכבת משתי חלוקות רצופות שלפניהן שכפול DNA בודד.

החלוקה המיוטית הראשונה (מיוזיס 1)נקרא צמצום, מכיוון שבמהלך החלוקה הזו מספר הכרומוזומים מצטמצם בחצי: מתא דיפלואיד אחד (2 נ 4ג) יוצרים שני הפלואידים (1 נ 2ג).

שלב 1(בהתחלה - 2 נ 2ג, בסוף - 2 נ 4ג) - סינתזה והצטברות של חומרים ואנרגיה הדרושים ליישום שתי החלוקה, עלייה בגודל התא ובמספר האברונים, הכפלת צנטריולים, שכפול DNA, המסתיים בפרופאזה 1.

פרופאזה 1 (2נ 4ג) - פירוק ממברנות גרעיניות, התפצלות של צנטריולים לקטבים שונים של התא, יצירת חוטי ציר ביקוע, "היעלמות" של נוקלאולים, עיבוי כרומוזומים דו-כרומטידים, צימוד כרומוזומים הומולוגיים והצלבה. נְטִיָה- תהליך ההתכנסות והשזירה של כרומוזומים הומולוגיים. זוג כרומוזומים הומולוגיים מצומדים נקרא דוּ עֶרכִּי. מעבר הוא תהליך של החלפת אזורים הומולוגיים בין כרומוזומים הומולוגיים.

שלב 1 מחולק לשלבים: לפטוטן(השלמת שכפול ה-DNA), זיגוטן(צימוד של כרומוזומים הומולוגיים, היווצרות דו-וולנטיים), pachytene(מעבר, שילוב מחדש של גנים), דיפלוטן(זיהוי של chiasmata, גוש אחד של אוגנזה אנושית), דיאקינזיס(טרמינליזציה של כיאזמה).

1 - לפטוטן; 2 - זיגוטן; 3 - pachytene; 4 - דיפלוטן; 5 - דיאקינזיס; 6 - מטאפאזה 1; 7 - אנפאזה 1; 8 - טלופזה 1;
9 - נבואה 2; 10 - מטאפאזה 2; 11 - אנפאזה 2; 12 - טלופזה 2.

מטפאזה 1 (2נ 4ג) - יישור דו-וולנטיים במישור המשווני של התא, הצמדת חוטי ציר הביקוע בקצה אחד לצנטרולים, השני - לצנטרומרים של הכרומוזומים.

אנפאזה 1 (2נ 4ג) - סטייה אקראית בלתי תלויה של כרומוזומים דו-כרומטידיים לקטבים מנוגדים של התא (מכל זוג כרומוזומים הומולוגיים, כרומוזום אחד נע לקוטב אחד, השני לשני), ריקומבינציה של כרומוזומים.

טלופאז 1 (1נ 2גבכל תא) - היווצרות ממברנות גרעיניות סביב קבוצות של כרומוזומים דו-כרומטיים, חלוקת הציטופלזמה. בצמחים רבים, תא מאנפאזה 1 עובר מיד לפרופזה 2.

חלוקה מיוטית שנייה (מיוזיס 2)שקוראים לו שוויוני.

שלב 2, או interkinesis (1n 2c), היא הפסקה קצרה בין החלוקה המיוטית הראשונה והשנייה שבמהלכה לא מתרחשת שכפול DNA. מאפיין תאי בעלי חיים.

פרופאזה 2 (1נ 2ג) - פירוק ממברנות גרעיניות, סטייה של צנטריולים לקטבים שונים של התא, היווצרות סיבי ציר.

מטאפאזה 2 (1נ 2ג) - יישור של כרומוזומים דו-כרומטידיים במישור המשווני של התא (צלחת מטאפאזה), התקשרות של סיבי הציר עם קצה אחד לצנטרולים, השני - לצנטרומרים של הכרומוזומים; 2 בלוקים של אוגנזה בבני אדם.

אנפאזה 2 (2נ 2עם) - חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים והתפצלות של כרומטידות אחיות אלו לקטבים מנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים), ריקומבינציה של כרומוזומים.

טלופאז 2 (1נ 1גבכל תא) - דה-עיבוי של כרומוזומים, יצירת ממברנות גרעיניות סביב כל קבוצת כרומוזומים, התפוררות חוטי ציר הביקוע, הופעת הגרעין, חלוקת הציטופלזמה (ציטוטומיה) עם יצירת ארבעה תאים הפלואידים כמו תוצאה.

המשמעות הביולוגית של המיוזה.מיוזיס הוא האירוע המרכזי של גמטוגנזה בבעלי חיים וספורוגנזה בצמחים. בהיותו הבסיס לשונות קומבינטיבית, מיוזה מבטיחה את המגוון הגנטי של הגמטות.

אמיטוזיס

אמיטוזיס- חלוקה ישירה של גרעין הבין-פאזי על ידי התכווצות ללא היווצרות כרומוזומים, מחוץ למחזור המיטוטי. מתואר להזדקנות, שונה פתולוגית ונידון לתאי מוות. לאחר אמיטוזיס, התא אינו מסוגל לחזור למחזור המיטוטי הרגיל.

מחזור התא

מחזור התא- חיי התא מרגע הופעתו ועד לחלוקה או למוות. מרכיב חובה במחזור התא הוא המחזור המיטוטי, הכולל תקופת הכנה לחלוקה ולמיטוזה ממש. בנוסף, ישנן תקופות מנוחה במחזור החיים, בהן התא מבצע את תפקידיו ובוחר את גורלו הנוסף: מוות או חזרה למחזור המיטוטי.

    לך ל הרצאות מס' 12"פוטוסינתזה. כימוסינתזה"

    לך ל הרצאות מס' 14"רבייה של אורגניזמים"

חלוקת תאים היא תהליך ביולוגי העומד בבסיס הרבייה וההתפתחות האישית של כל היצורים החיים.

הצורה הנפוצה ביותר של רביית תאים באורגניזמים חיים היא חלוקה עקיפה, או מיטוזה (מהיוונית "מיטוס" - חוט). מיטוזה מורכבת מארבעה שלבים עוקבים. מיטוזיס מספקת חלוקה שווה של המידע הגנטי של תא האב בין תאי הבת.

תקופת חיי התא בין שתי מיטוזות נקראת interphase. זה ארוך פי עשרה ממיטוזה. מתרחשים בו מספר תהליכים חשובים מאוד הקודמים לחלוקת התא: מולקולות ATP וחלבון מסונתזות, כל כרומוזום מכפיל את עצמו, ויוצרות שתי כרומטידות אחיות המוחזקות יחדיו על ידי צנטרומר משותף, ומספר אברוני התא הבסיסיים עולה.

מיטוזה

ישנם ארבעה שלבים במיטוזה: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה.

  • I. פרופאזה הוא השלב הארוך ביותר של מיטוזה. כרומוזומים, המורכבים משתי כרומטידות אחיות המוחזקות יחדיו על ידי הצנטרומר, מסתחררים בו וכתוצאה מכך מתעבים. בסוף הפרופזה, הממברנה הגרעינית והנוקלאולי נעלמים והכרומוזומים מתפזרים בכל התא. בציטופלזמה, לקראת סוף הפרופזה, עוברים צנטריולים לרצועות ויוצרים ציר חלוקה.
  • II. מטאפאזה - הכרומוזומים ממשיכים להסתחרר, הצנטרומרים שלהם ממוקמים לאורך קו המשווה (בשלב זה הם נראים ביותר). סיבי הציר מחוברים אליהם.
  • III. אנפאזה - הצנטרומרים מתחלקים, כרומטידות אחיות נפרדות זו מזו ובשל התכווצות חוטי הציר עוברות לקטבים מנוגדים של התא.
  • IV. טלופאז - הציטופלזמה מתחלקת, הכרומוזומים מתפרקים, הנוקלאולי והממברנות הגרעיניות נוצרות שוב. לאחר מכן נוצרת התכווצות באזור המשווני של התא, המפרידה בין שני התאים האחיים.

אז מתא מקורי אחד (אימהי) נוצרים שני חדשים - בת, בעלי מערך כרומוזומים, זהה לחלוטין להורה מבחינת כמות ואיכות, מבחינת תוכן המידע התורשתי, מורפולוגי, אנטומי ופיזיולוגי. מאפיינים.

צמיחה, התפתחות אינדיבידואלית, חידוש מתמיד של רקמות של אורגניזמים רב-תאיים נקבעת על ידי תהליכי חלוקת תאים מיטוטיים.

כל השינויים המתרחשים במהלך מיטוזה נשלטים על ידי מערכת העצבים הרגולטורית, כלומר מערכת העצבים, הורמונים של בלוטות יותרת הכליה, בלוטת יותרת המוח, בלוטת התריס וכו'.

מיוזיס (מיוונית "מיוזיס" - צמצום) היא חלוקה באזור ההבשלה של תאי הנבט, המלווה בחציית מספר הכרומוזומים. זה גם מורכב משתי חטיבות רצופות שיש להן אותם שלבים כמו מיטוזה. עם זאת, משך השלבים הבודדים והתהליכים המתרחשים בהם שונים באופן משמעותי מהתהליכים המתרחשים במיטוזה.

ההבדלים הללו הם בעיקר כדלקמן. במיוזה, פרופסה I ארוכה יותר. בו מתקיימים צימוד (חיבור) של כרומוזומים וחילופי מידע גנטי. (בתמונה שלמעלה, הפרופזה מסומנת במספרים 1, 2, 3, הצימוד מוצג מתחת למספר 3). במטאפאזה מתרחשים אותם שינויים כמו במטאפאזה של מיטוזה, אך עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים (4). באנפאזה I, הצנטרומרים שמחזיקים את הכרומטידים יחד אינם מתחלקים, ואחד הכרומוזומים ההומולוגיים נע לקטבים (5). בטלופאזה II נוצרים ארבעה תאים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים (6).

שלב הביניים לפני החלוקה השנייה במיוזה קצר מאוד, DNA אינו מסונתז בו. תאים (גמטות) שנוצרו כתוצאה משתי חלוקות מיוטיות מכילים קבוצה הפלואידית (יחידה) של כרומוזומים.

סט שלם של כרומוזומים - דיפלואיד 2n - משוחזר בגוף במהלך הפריית הביצית, במהלך רבייה מינית.

רבייה מינית מאופיינת בחילופי מידע גנטי בין נקבות לזכרים. זה קשור להיווצרות והיתוך של תאי נבט הפלואידים מיוחדים - גמטות, שנוצרו כתוצאה ממיוזה. הפריה היא תהליך איחוי של הביצית והזרע (גמטות נשיות וזכריות), שבו שוחזרת מערכת הכרומוזומים הדיפלואידית. ביצית מופרית נקראת זיגוטה.

בתהליך ההפריה ניתן לראות גרסאות שונות של חיבור הגמטות. לדוגמה, כאשר שני הגמטות שיש להן אללים זהים של גן אחד או יותר מתמזגים, נוצר הומוזיגוט, שבצאצאיו כל התכונות נשמרות בצורתן הטהורה. אם הגנים בגמטות מיוצגים על ידי אללים שונים, נוצר הטרוזיגוט. בצאצאיה נמצאים יסודות תורשתיים התואמים לגנים שונים. בבני אדם, ההומוזיגוזיות היא חלקית בלבד, עבור גנים בודדים.

דפוסי ההעברה העיקריים של תכונות תורשתיות מהורים לצאצאים נקבעו על ידי ג' מנדל במחצית השנייה של המאה ה-19. מאז, בגנטיקה (מדע חוקי התורשה והשונות של אורגניזמים), התבססו היטב מושגים כמו תכונות דומיננטיות ורצסיביות, גנוטיפ ופנוטיפ וכו'. תכונות דומיננטיות הן דומיננטיות, רצסיביות - נחותות או נעלמות בדורות הבאים. בגנטיקה, תכונות אלו מסומנות באותיות האלפבית הלטיני: הדומיננטיות מסומנות באותיות גדולות, רצסיביות באותיות קטנות. במקרה של הומוזיגוזיות, כל אחד מצמד הגנים (האללים) משקף תכונות דומיננטיות או רצסיביות, אשר בשני המקרים מציגות את השפעתן.

באורגניזמים הטרוזיגוטיים, האלל הדומיננטי ממוקם על כרומוזום אחד, והרצסיבי, המדוכא על ידי הדומיננטי, נמצא באזור המקביל של הכרומוזום ההומולוגי השני. במהלך ההפריה נוצר שילוב חדש של הסט הדיפלואידי. לכן, היווצרות של אורגניזם חדש מתחילה בהתמזגות של שני תאי נבט (גמטות) הנובעות ממיוזה. במהלך המיוזה מתרחשת חלוקה מחדש של החומר הגנטי (ריקומבינציה של גנים) בצאצאים או חילופי אללים ושילובם בווריאציות חדשות, מה שקובע את הופעתו של פרט חדש.

זמן קצר לאחר ההפריה מתרחשת סינתזת DNA, הכרומוזומים מוכפלים ומתרחשת החלוקה הראשונה של גרעין הזיגוטה, המתבצעת באמצעות מיטוזה ומייצגת את תחילת התפתחותו של אורגניזם חדש.

התפתחות וצמיחה של אורגניזמים חיים בלתי אפשריים ללא תהליך חלוקת התא. בטבע ישנם מספר סוגים ושיטות חלוקה. במאמר זה נדבר בקצרה ובבהירות על מיטוזה ומיוזה, נסביר את המשמעות העיקרית של תהליכים אלו, ונציג כיצד הם שונים וכיצד הם דומים.

מיטוזה

תהליך הביקוע העקיף, או מיטוזה, הוא הנפוץ ביותר בטבע. הוא מבוסס על חלוקה של כל תאי המין הקיימים, כלומר שרירים, עצבים, אפיתל ואחרים.

מיטוזה מורכבת מארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. התפקיד העיקרי של תהליך זה הוא הפצה אחידה של הקוד הגנטי מתא האם לשני תאי בת. יחד עם זאת, התאים של הדור החדש דומים אחד לאחד לאם האם.

אורז. 1. תכנית מיטוזה

הזמן בין תהליכי הביקוע נקרא interphase . לרוב, interphase ארוך בהרבה ממיטוזה. תקופה זו מאופיינת ב:

  • סינתזה של מולקולות חלבון ו-ATP בתא;
  • שכפול כרומוזומים ויצירת שתי כרומטידות אחיות;
  • עלייה במספר האברונים בציטופלזמה.

מיוזיס

חלוקת תאי הנבט נקראת מיוזה, היא מלווה בחציית מספר הכרומוזומים. המוזרות של תהליך זה היא שהוא מתרחש בשני שלבים, אשר עוקבים זה אחר זה ללא הרף.

4 המאמרים המוביליםשקרא יחד עם זה

שלב הביניים בין שני שלבי החלוקה המיוטית כה קצר עד שהוא כמעט בלתי מורגש.

אורז. 2. סכימה של מיוזה

המשמעות הביולוגית של מיוזה היא יצירת גמטות טהורות המכילות הפלואיד, במילים אחרות, קבוצה אחת של כרומוזומים. הדיפלואידיות משוחזרת לאחר ההפריה, כלומר, התמזגות התאים האימהיים והאביים. כתוצאה מהתמזגות של שני גמטות, נוצרת זיגוטה עם קבוצה שלמה של כרומוזומים.

הירידה במספר הכרומוזומים במהלך המיוזה חשובה מאוד, שכן אחרת מספר הכרומוזומים היה עולה עם כל חלוקה. עקב חלוקת הפחתה, נשמר מספר קבוע של כרומוזומים.

מאפיינים השוואתיים

ההבדל בין מיטוזה למיוזה הוא משך השלבים והתהליכים המתרחשים בהם. להלן אנו מציעים לך טבלה "מיטוזה ומיוזה", המציגה את ההבדלים העיקריים בין שתי שיטות החלוקה. שלבי המיוזה זהים לאלו של המיטוזה. ניתן ללמוד עוד על הדמיון וההבדלים בין שני התהליכים בתיאור השוואתי.

שלבים

מיטוזה

מיוזיס

חטיבה ראשונה

חטיבה שניה

Interphase

קבוצת הכרומוזומים של תא האם היא דיפלואידית. חלבון, ATP וחומרים אורגניים מסונתזים. כרומוזומים מוכפלים, נוצרות שתי כרומטידות המחוברות באמצעות צנטרומר.

קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים. אותן פעולות מתרחשות כמו במיטוזה. ההבדל הוא משך הזמן, במיוחד ביצירת הביציות.

קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. חסרה סינתזה.

שלב קצר. הממברנות הגרעיניות והגרעין מתמוססים, והציר נוצר.

לוקח יותר זמן ממיטוזה. גם המעטפת הגרעינית והגרעין נעלמים, ונוצר ציר הביקוע. בנוסף, נצפה תהליך הצימוד (התקרבות והיתוך של כרומוזומים הומולוגיים). במקרה זה מתרחשת מעבר - החלפת מידע גנטי באזורים מסוימים. לאחר שהכרומוזומים מתפצלים.

לפי משך - שלב קצר. התהליכים זהים לתהליכים במיטוזה, רק עם כרומוזומים הפלואידים.

מטאפאזה

ספירליזציה וסידור של כרומוזומים בחלק המשווני של הציר נצפה.

דומה למיטוזה

אותו הדבר כמו במיטוזה, רק עם סט הפלואידי.

צנטרומרים מחולקים לשני כרומוזומים עצמאיים, המתפצלים לקטבים שונים.

חלוקת צנטרומר אינה מתרחשת. כרומוזום אחד, המורכב משתי כרומטידות, יוצא אל הקטבים.

בדומה למיטוזה, רק עם סט הפלואידי.

טלופאז

הציטופלזמה מתחלקת לשני תאי בת זהים עם סט דיפלואידי, נוצרות ממברנות גרעיניות עם נוקלאולי. ציר החלוקה נעלם.

משך הזמן הוא שלב קצר. כרומוזומים הומולוגיים ממוקמים בתאים שונים עם סט הפלואידי. הציטופלזמה לא מתחלקת בכל המקרים.

הציטופלזמה מתחלקת. נוצרים ארבעה תאים הפלואידים.

אורז. 3. סכמה השוואתית של מיטוזה ומיוזה

מה למדנו?

בטבע, חלוקת התא שונה בהתאם למטרה שלהם. כך, למשל, תאים שאינם מין מתחלקים לפי מיטוזה, ותאי מין - לפי מיוזה. לתהליכים אלה יש סכימות חלוקה דומות בשלבים מסוימים. ההבדל העיקרי הוא הנוכחות של מספר הכרומוזומים בדור החדש שנוצר של תאים. אז, במהלך מיטוזה, לדור החדש שנוצר יש קבוצה דיפלואידית, ובמהלך מיוזה, קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. גם הזמן של שלבי החלוקה שונה. שתי שיטות החלוקה ממלאות תפקיד עצום בחייהם של אורגניזמים. ללא מיטוזה, אין חידוש אחד של תאים ישנים, רבייה של רקמות ואיברים מתרחשת. מיוזיס עוזר לשמור על מספר קבוע של כרומוזומים באורגניזם שזה עתה נוצר במהלך הרבייה.

חידון נושא

הערכת דוח

דירוג ממוצע: 4.3. סך הדירוגים שהתקבלו: 4199.